旋流厌氧反应器处理果汁废水及颗粒污泥特性研究
发布时间：2020-08-08 04:48
【摘要】：随着我国果汁行业持续快速的发展,高浓度且呈现季节性排放的果汁废水处理逐渐引起人们的注意。厌氧消化是果汁废水前端处理的首选工艺,实际工程中以IC、UASB为代表的厌氧反应器在运行过程中普遍存在启动时间长、污泥流失、酸化、污泥难以颗粒化等问题,而厌氧颗粒污泥的形成与保留是厌氧反应器的核心。为此,探寻一种可培养与保留颗粒污泥的厌氧反应器具有重要的现实意义。本课题采用自主研究开发的旋流厌氧反应器(专利申请号:201711183885.3),以模拟果汁废水为处理对象,对厌氧反应器的运行及颗粒污泥的形成展开研究,以期为实际工程提供借鉴。本试验历时120d,主要研究了旋流厌氧反应器处理果汁废水的启动、负荷提升过程;改变搅拌强度对污水处理及污泥沉降的影响;同一负荷下改变进水浓度对COD去除率的影响;颗粒污泥粒径分布与其在清水柱、营养柱中沉降速度对比情况。试验结果表明:(1)试验仅用25d便洗出厌氧颗粒污泥,第28d完成了反应器的启动,在2kgCOD/(m~3·d)的容积负荷下COD去除率达90%以上。颗粒污泥形成时间与反应器启动时间远远快于普通厌氧反应器。(2)试验第47d出现酸化现象后立即采取相应措施,仅经历9d反应器即恢复正常水平并能稳定运行,说明反应器具有快速缓解酸化的能力。(3)试验第91d,反应器容积负荷提升至约9.6kgCOD/(m~3·d),COD去除率稳定维持在86%左右,出水COD降到1120mg/L,大大降低了后续处理难度。(4)在约9.6kgCOD/(m~3·d)容积负荷下,分别调整转速与进水浓度,发现转速在250r/min时污泥沉降与有机物去除的综合效果效果最好;反应器在进水浓度约10000mg/L、8000mg/L、5000mg/L的平均COD去除率均在80%以上,说明反应器对不同浓度的进水调节能力较强。(5)本试验颗粒污泥主要粒径范围在1.5~2.5mm,比例为41%,粒径满足颗粒污泥粒径要求。停搅状态下,粒污泥粒径分布不均匀,反应器1~#取样口粒径大于2.5mm的颗粒污泥占20%,而2~#取样口此粒径仅占4%。所以间歇搅拌的意义在于可以使底部微生物重新获取营养。(6)营养柱中颗粒污泥由于受气泡影响沉降速度并不固定,尤其是处于中间粒径的颗粒污泥沉速变动较大,其中1.5~2.5mm的颗粒污泥沉降速度与清水柱中的差值范围在-36.96~-6m/h。打破气泡对此类污泥沉速的影响,对于颗粒污泥的形成与保留具有重要意义。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
第 1 章 绪论果汁废水概况 果汁行业现状汁是以水果为原料，通过粉碎、压榨等工序而获得的汁液。而苹果保存还是风味方面都较其他水果有明显优势，因此大多数果汁厂商用作果汁生产时的勾兑与调味。据联合国粮农组织报告，在 2005 年，全球苹果汁产量由 76.9 万吨增加到 135.7 万吨，亚洲以 57.4%的全球第一位。我国是世界最大的苹果生产国，2017 年，世界苹果多万吨，中国达 4380 万吨，年均生产浓缩苹果汁 70 万以上，位居]。
图 1-2 2014 年全球苹果汁产量区域分布Fig. 1-2 Regional distribution of global apple juice production in 2014源：联合国粮农组织美等发达国家长期以来占据着果汁的主要消费市场。据德国果汁工数据显示，2014 年德国以人均 32 升的果汁年饮用量位居世界第一芬兰和美国位列其后。中国的果汁消费虽然与之有较大差距（中国但近年来，随着我国经济的快速发展、政府在冷链物流体系方面的费者购买能力的增强及对生活品质要求的提高，中国对果汁饮料的，展现出巨大的市场消费潜力。几年，我国果汁零售额稳步增长。2016 年我国果汁及果汁饮料零7 亿升，同比增长了 1.88%。根据中商产业研究院发布的《2017-202行业前景分析及投资研究报告》预计，2018 年我国果汁零售量将达零售额将突破 1000 亿元。
图 1-3 果汁生产工艺及产污环节图Fig. 1-3 Production process and pollution production of fruit juice通过分析果汁生产工艺与产污节点，可归纳出果汁生产废水主要来源如下：（1）原果清洗废水：主要来自洗果池中排放的原果冲洗废水。（2）设备清洗废水：生产设备在果汁生产过程中浸泡于果胶、糖等高浓度有机混合液中，为防止有机物结垢、堵塞管道，需及时对生产设备进行清洗，以延长其使用寿命。（3）罐底物废水：产生于卧螺进料罐，是果汁经膜孔径小于 0.02um 的超滤装置后截留在罐底的浓废水，所以也称之为超滤废水。以 40t/h 的果汁生产线为例，每天要排罐底物废水流量大于 30m3，该废水含有大量大分子有机物，不可溶物含量达 5~8%，COD 含量更是高达 100000mg/L 以上。据介绍，果汁生产企业每生产 1t 浓缩果汁需消耗原果约 7~7.5t[2]，废水产生量约 16~18t。果汁废水含有大量有机酸，其成分主要为 2－羟基丁二酸、枸橼酸、
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
第 1 章 绪论果汁废水概况 果汁行业现状汁是以水果为原料，通过粉碎、压榨等工序而获得的汁液。而苹果保存还是风味方面都较其他水果有明显优势，因此大多数果汁厂商用作果汁生产时的勾兑与调味。据联合国粮农组织报告，在 2005 年，全球苹果汁产量由 76.9 万吨增加到 135.7 万吨，亚洲以 57.4%的全球第一位。我国是世界最大的苹果生产国，2017 年，世界苹果多万吨，中国达 4380 万吨，年均生产浓缩苹果汁 70 万以上，位居]。
图 1-2 2014 年全球苹果汁产量区域分布Fig. 1-2 Regional distribution of global apple juice production in 2014源：联合国粮农组织美等发达国家长期以来占据着果汁的主要消费市场。据德国果汁工数据显示，2014 年德国以人均 32 升的果汁年饮用量位居世界第一芬兰和美国位列其后。中国的果汁消费虽然与之有较大差距（中国但近年来，随着我国经济的快速发展、政府在冷链物流体系方面的费者购买能力的增强及对生活品质要求的提高，中国对果汁饮料的，展现出巨大的市场消费潜力。几年，我国果汁零售额稳步增长。2016 年我国果汁及果汁饮料零7 亿升，同比增长了 1.88%。根据中商产业研究院发布的《2017-202行业前景分析及投资研究报告》预计，2018 年我国果汁零售量将达零售额将突破 1000 亿元。
图 1-3 果汁生产工艺及产污环节图Fig. 1-3 Production process and pollution production of fruit juice通过分析果汁生产工艺与产污节点，可归纳出果汁生产废水主要来源如下：（1）原果清洗废水：主要来自洗果池中排放的原果冲洗废水。（2）设备清洗废水：生产设备在果汁生产过程中浸泡于果胶、糖等高浓度有机混合液中，为防止有机物结垢、堵塞管道，需及时对生产设备进行清洗，以延长其使用寿命。（3）罐底物废水：产生于卧螺进料罐，是果汁经膜孔径小于 0.02um 的超滤装置后截留在罐底的浓废水，所以也称之为超滤废水。以 40t/h 的果汁生产线为例，每天要排罐底物废水流量大于 30m3，该废水含有大量大分子有机物，不可溶物含量达 5~8%，COD 含量更是高达 100000mg/L 以上。据介绍，果汁生产企业每生产 1t 浓缩果汁需消耗原果约 7~7.5t[2]，废水产生量约 16~18t。果汁废水含有大量有机酸，其成分主要为 2－羟基丁二酸、枸橼酸、
【参考文献】
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1 于雷;彭剑峰;宋永会;徐东耀;;厌氧反应器的酸化及其恢复研究进展[J];工业水处理;2011年08期
2 李志健;迟金娟;;果汁废水处理技术的研究进展[J];工业水处理;2010年11期
3 朱月琪;张丽娟;曾国驱;许玫英;孙国萍;;低浓度氨氮废水在ABR中的厌氧氨氧化研究[J];环境工程学报;2010年06期
4 程晓波;;厌氧颗粒污泥的性质及其在污水处理中的应用[J];中国市政工程;2010年02期
5 胡成亮;冯权莉;宁平;任友昌;;厌氧生物处理的动力学综述[J];化工科技;2008年05期
6 叶长兵;韩相奎;汤洁;艾胜书;;异波折板复合厌氧反应器动力学模型研究[J];玉溪师范学院学报;2008年08期
7 胡勇;尚连生;刘永红;郁翠华;;厌氧颗粒污泥床反应器污泥的流失与对策[J];工业用水与废水;2007年04期
8 董春娟;吕炳南;;厌氧颗粒污泥的性能研究[J];环境工程学报;2007年06期
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本文编号：2785072
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